Тема: Изучение характеристик сварочных материалов

Время на выполнение работы – 4 часа

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
1. Формирование способности и готовности использовать теоретические знания для расшифровки марок электродов по ГОСТу.

2.Формирование способности и готовности использовать теоретические знания для расшифровки марок электродов для сварки цветных металлов и сплавов.

3. Формирование исследовательских умений по выполнению и анализу ручной дуговой сварки цветных металлов в соответствии с технологией.
Оборудование и материалы: ГОСТ 9466-60 и справочник электрогазосварщика.
Основные сведения:
Электродом для дуговой сварки называют металлический или неметаллический стержень, предназначенный для подведения тока к сварочной дуге. Электроды подразделяются на плавящиеся и неплавящиеся.
Плавящиеся электроды выполнены из стали, чугуна, алюминия, меди и их сплавов. Они представляют собой определенных размеров металлические стержни, на поверхность которых опрессовкой или окунанием нанесено специальное покрытие.
Неплавящиеся электроды выполнены из технического вольфрама и его сплавов, угля и графита. Они предназначены для повышения температуры сварочной ванны при своем сгорании.
Назначение покрытия электродов.
1. Защита расплавленного металла от кислорода и азота воздуха при
сварке. Это достигается газами, которые образуются из покрытия в зоне дуги.
2. Теплоизоляция расплавленного металла (для медленного процесса кристаллизации, что обеспечивает пластичность сварного шва).
Пластичность – главное механическое свойство, которым должен обладать сварочный шов.
3. Для устойчивого горения сварочной дуги (в покрытие вводятся ионизирующие добавки)ю
4. Легирование металла шва.
Классификация покрытых металлических электродов по ГОСТу9466-75:
По назначению:
- У – для сварки углеродистых, низколегированных сталей;
- Л – для легированных конструкционных сталей;
- Н – для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами;
- Т – для сварки легированных теплоустойчивых сталей;
- В – для сварки высоколегированных сталей.
По толщине покрытия:
В зависимости от отношения диаметра покрытия (D) к диаметру стержня (d).
D/d ≤ 1,2 – тонкое покрытие (М);

22 1,2 < D/d ≤ 1,45 – среднее покрытие (С);
1,45 < D/d ≤ 1,8 – толстое покрытие (Д);
D/d > 1,8 – особо толстое покрытие (Г).
По видам покрытия:
- А – кислое;
- Б – основное;
- Ц – целлюлозное;
- Р – рутиловое.
По допустимым пространственным положениям:
1 – для всех положений;
2 – для всех положений, кроме вертикального «сверху вниз»;
3 – для нижнего, горизонтального и вертикального «снизу вверх»;
4 – для нижнего и нижнего в «лодочку».
По роду применяемого сварочного тока:
0 – для сварки постоянным током прямой, обратной или любой полярности;
1 – для сварки переменным током.
Электроды подразделяются на типы в соответствии с ГОСТами 9467-
75 и 10052-75.
ГОСТ 9467-75 распространяется на металлические покрытые электроды для ручной дуговой сварки углеродистых и легированных конструкционных и легированных теплоустойчивых сталей. Для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей предусмотрено 14 типов электродов (например, Э38, Э42А, Э46 и т.д. до Э150), для сварки легированных теплоустойчивых сталей – 9 типов (например, Э-09М, Э-
05Х2М, Э-09Х1МФ и т.д.).
Условное обозначение расшифровывается так: буква Э – электрод; стоящее за ней число – временное сопротивление разрыву металла шва или наплавленного металла (так, электроды типа Э46 марок ОЗС-4, АНО-3, МР-1 и других должны обеспечивать временное сопротивление разрыву не менее
46кгс/мм², или 460 МПа). Буква А в конце обозначения типа указывает на повышенные пластические свойства металла сварного шва.
Буквы и цифры, входящие в обозначение типов электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей, показывают примерный химический состав наплавленного металла.
Для каждого типа электрода разработана одна или несколько марок, характеризуемых маркой сварочной проволоки, составом покрытия, химическим составом, свойствами металла шва и др.
Электроды выпускают диаметрами 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0;
10,0 и 12,0 мм. (диаметр электрода определяется диаметром металлического стержня).
В зависимости от диаметра электрода, а также марки сварочной проволоки, электроды изготавливают длиной 150 – 450 мм.
Упаковывают их в коробки или пачки массой не более 3 кг – для электродов диаметром до 2,5 мм; 5 кг – для электродов диаметром 3,0 – 4,0 мм; 8 кг – для электродов диаметром свыше 4,0 мм.
Структура расшифровки надписи электродов:
1 2
3 4
5
------------------------------------------------------------ ГОСТ9467-75 6
7 8
9 1 – тип электрода;
2 – марка электрода;
3 – диаметр электрода;
4 – назначение электрода;
5 – толщина покрытия;
6 – характеристика наплавленного металла;
7 – вид покрытия;
8 – пространственное положение;
9 – род и полярность сварочного тока.
    К техническим цветным металлам относятся медь и ее сплавы – латунь и бронза, алюминий и его сплавы, титан.
Особенность сварки цветных металлов обусловлена их свойствами которые необходимо учитывать при сварке.
Дуговая сварка угольным электродом (неплавящимся). Применяется для малоответственных изделий. При толщине меди до 15 мм применяют угольные электроды, при больших толщинах – графитовые.
В том и другом случае в качестве присадочного материала используют прутки из меди М и Б
р
ОФ6,5-0,15.
Для предохранения меди от окисления и улучшения процесса сварки применяют флюсы, которые наносят на разделку шва и на присадочные прутки. Флюс – прокаленная бура.
Присадочный материал не погружают в ванну, а держат под углом 30˚ к изделию на расстоянии 5-6 мм от поверхности ванны. Электрод держат под углом 75˚ к изделию.
Листы толщиной до 4 мм сваривают с отбортовкой кромок без присадочного металла. При толщине более 5 мм сваривают с разделкой кромок под углом 60 - 90˚.
Сборка под сварку должна обеспечить минимальные зазоры (до 0,5 мм), чтобы предотвратить протекание расплавленного металла шва.
Рекомендуется использовать подкладки из графита, астбеста, керамики.
Сварка производится постоянным током прямой полярности.
Скорость сварки довольно большая и при возможности – за один проход.
Для электрода Ø 4…6 мм при толщине металла до 4 мм сила тока 140-
320А, для электрода Ø более 4мм сила тока 350-500 А.

После сварки тонкие листы покрываются в холодном состоянии, а толстые (5-20 мм) – при температуре 200-400˚. Подогрев до более высокой температуры не рекомендуется, так как медь становится хрупкой.
Дуговая сварка плавящимся электродом (металлическим).
Подготовка кромок и обработка шва производится так же, как и при сварке угольным электродом.
При толщине металла 5-10 мм необходимы предварительный подогрев до температуры 250-300˚С и Х-образная разделка.
Металлические электроды изготавливают из меди марок М1 и М2, названные «Комсомолец-100». Электроды Ø3 мм применяются редко вследствие низкой механической прочности.
Электроды марки ЭТ Балтийского завода со стержнем из бронзы
БрКМц3-1. Сварку ведут максимально короткой дугой.
Высокопроизводительные электроды АНЦ-1 и АНЦ-2 обеспечивают сварку без подогрева меди толщиной до 15 мм.
Используют постоянный ток обратной полярности. Максимально короткая дуга, так как увеличение дуги ведет к разбрызгиванию металла и снижает механические свойства шва.
Колебательные движения отсутствуют. Сила сварочного тока определяется по формуле I=50dэ.
Ручная аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом (сварка в
защитных газах). Выполняется угольным или вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности.
Защитный газ – аргон, гелий.
Присадочная проволока марки М1 или БрКМц3-1.
При толщине металла более 4 мм сваривают с предварительным подогревом.
Автоматическая сварка под слоем флюса. Производится под флюсом марок ОСЦ-45, АН 348-А, АН-20. Проволока диаметром 1,6-4 мм марки М1 или БрКМц 3-1.
Сварка латуни. Латунь – это сплав меди с цинком. Сваривается теми же способами, что и медь.
Основное затруднение при сварке латуни связано с кипением и интенсивным испарением цинка, пары которого в воздухе образуют ядовитые окислы.
При дуговой сварке применяют присадочные прутки из латуни ЛМц
58-2 и флюс из молотого борного шлака и буры.
При автоматической сварке используют проволоку из меди М1 и флюса АН-348А или ОСЦ-45.

Сварка бронзы. Бронзой называется сплав меди с любым из металлов, кроме цинка. Сваривается так же, как и медь.
Сварка алюминия и его сплавов. Алюминий обладает малой плотностью, высокой тепло- и электропроводностью. Наибольшее применение получили сплавы алюминия с марганцем АМц.
Поверхность алюминия и его сплавов покрыта тугоплавкой оксидной пленкой, плавящейся при температуре 2050˚С. Эта пленка очень затрудняет сплавление основного и присадочного металла. Поэтому свариваемые кромки необходимо тщательно очистить механическим или химическим способом.
Виды сварки те же, что и меди, но используются прутки с алюминиевой основой и сварочная проволока на основе алюминия (СвА97, СвАМц).
Сварка титановых сплавов. Титан обладает антикоррозийной стойкостью. Титан более активен по сравнению с алюминием к поглощению кислорода, азота, водорода в процессе нагрева. Поэтому при сварке технического титана необходима особо надежная защита от этих газов. Такая защита осуществляется при дуговой сварке в инертных газах и при использовании флюсов-паст, которые являются бескислородными.
Дуговая сварка титана и его сплавов покрытыми, угольными электродами и газовым пламенем не применяется. Этими видами сварки невозможно обеспечить высокое качество сварных соединений из-за слишком большой активности титана к кислороду, азоту и водороду.

ЗАДАНИЕ: Прочитайте и опишите условное обозначение
электродов:
Э46 – АНО – 4 – 3,0 –УД
1) ----------------------------------- ГОСТ 9467-75;
Е 432 – Р – 2 - 1
Э50А – ЦУ – 7 – 5,0 – УС
2) ----------------------------------- ГОСТ 9467-75;
Е 431(5) Б – 2 0
Э38 - УОНИ 13/46 – 4,0 – УМ
3)
--------------------------------------- ГОСТ 9467-75;
Е432 – А – 1 0

4) Подберите и расшифруйте марки электродов для сварки меди и ее
сплавов.
5) Подберите и расшифруйте марки электродов для сварки алюминия и
его сплавов.
6) Подберите и расшифруйте марки электродов для сварки титана и его
сплавов.

Практическое занятие № 4.